Aparaty w smartfonach - jak wybrać najlepszy?

Aparat to jedna z najważniejszych funkcji w smartfonach. Dzięki nim nie jesteśmy ograniczeni do konsumowania treści. Każdy użytkownik smartfona jest dziś potencjalnym twórcą. Na co więc zwracać uwagę przy zakupie smartfona, aby wybrać ten z najlepszym aparatem w danym przedziale cenowym? Dziś poznasz kilka technicznych terminów, które pomogą Ci zrozumieć świat fotografii.

Czy megapiksele rzeczywiście mają znaczenie?

Z biegiem lat liczba megapikseli w aparatach nieprzerwanie rośnie, a między producentami smartfonów toczy się w tej kwestii swego rodzaju wojna. Każdy pragnie zaoferować matrycę o jak największej rozdzielczości. Zacznijmy od prostego założenia - im więcej megapikseli tym bardziej szczegółowe będą zdjęcia. Przynajmniej w teorii, ponieważ rzeczywistość nigdy nie jest doskonała. Oprogramowanie, które przetwarza fotografie może wiele w tej kwestii zmienić. Redukcja szumu i wyostrzanie mogą pozytywnie lub negatywnie wpłynąć na postrzeganą ilość detali, a zabiegi te są przeprowadzane w sposób znany jedynie producentowi.

Rozdzielczość matrycy, która jest przedstawiana w specyfikacji smartfona nie jest zawsze rozdzielczością, w której zapisywane są końcowe zdjęcia. Dzieje się to za sprawą techniki łączenia pikseli, z ang. pixel binning. Grupy sąsiadujących pikseli traktowane są jako jeden, większy piksel, a sygnał przez nie przechwytywany jest łączony. W efekcie rozmiar samych plików jest mniejszy, a jakość zdjęcia, wbrew pozorom, jest poprawiana. Większe piksele potrafią więcej. Im większa jest ich powierzchnia, tym więcej światła mogą przechwycić, a to jest zaletą szczególnie w nocy. Smartfon, który wykorzystuje aparat z matrycą 108MP po zabiegu łączenia grup czterech pikseli produkuje zdjęcia w rozdzielczości 27MP. Czterokrotny spadek rozdzielczości może wydawać się drastyczny, do momentu, kiedy uświadomimy sobie, że ekran typowego dziś smartfona ma rozdzielczość około 2,5MP. Nie jest to sposób, w jaki z reguły przedstawia się tę cechę, ale bardzo prosto obrazuje, jak wysoką rozdzielczością dysponujemy nawet po uwzględnieniu pixel binningu.

Szczegółowość, czy ilość detali na zdjęciu rośnie wraz z rozdzielczością matrycy aparatu, lecz nie trudno domyślić się, że ma to znaczenie tylko do pewnego momentu. Popularne rozdzielczości matryc, jak 108 megapikseli lub 64 megapixele produkują zdjęcia o rozmiarach wielokrotnie większych od tego, co domyślnie są w stanie wyświetlić dostępne na co dzień ekrany. Rozdzielczość matrycy nie powinna więc być jedynym aspektem, na którym skupiamy się wybierając sprzęt. Rozmiar sensora, a więc i rozmiar pojedynczych pikseli ma taki sam, lub większy wpływ na jakość zdjęć. Nie są to jednak informacje, które każdy z producentów udostępnia, więc dotarcie do nich może być problematyczne.

Przysłona obiektywu

Dokładniej wartość przysłony wyrażana jest jako f/X, gdzie mniejsza wartość X oznacza, że więcej światła obiektyw wpuszcza do sensora. Aparat główny w iPhone 13 posiada wartość przysłony f/1.6 i jest to jeden z najjaśniejszych obecnie na rynku. Obiektywy aparatów głównych w Samsung Galaxy S21 czy Samsung Galaxy M52 mają wartość przysłony f/1.8, a więc wpuszczają mniej światła niż ten w wyżej wspomnianym smartfonie Apple. Jest to jednak tylko jedna ze składowych czynników przekładających się na jasność zdjęcia, a ta głównie kontrolowana jest przez samo oprogramowanie. Będąc dokładniejszym, mowa tu o ISO, współczynniku czułości matrycy, a im większa jego wartość, tym bardziej czuły na światło jest sensor. Przechwytywanie światła z wysokimi wartościami ISO często wiąże się ze zwiększoną ilością szumów na zdjęciach, dlatego balans pomiędzy wszystkimi parametrami jest szczególnie ważny. Niemniej jednak bardziej “otwarta” przysłona aparatu pozytywnie wpływa na ilość przechwytywanego światła. To z kolei pozwala uzyskać te same rezultaty używając krótszego czasu naświetlania, niż miałoby to miejsce przy użyciu “ciemniejszego” obiektywu. Krótszy czas migawki redukuje wpływ drgań na jakość zdjęcia, a więc poprawia jego ostrość. Umożliwia też fotografowanie z mniejszymi wartościami ISO, redukując szum na zdjęciach. Bardziej “otwarte” przysłony obiektywu wpływają na jeszcze jeden aspekt zdjęć, tzw. “bokeh’, czyli naturalne rozmycie tła. Efekt ten jest obecnie symulowany przez oprogramowanie w smartfonach, w wielu przypadkach niezmiernie skutecznie. Często do poprawy rezultatów rozmycia tła stosowane są dedykowane aparaty, czy też czujniki głębi. Niemniej jednak, im większa jest wartość przysłony (a więc mniejsza liczba po “f/”, np. f/1.2), tym bardziej intensywny jest efekt naturalnego rozmycia tła.

Zoom, ultraszerokokątny, standardowy?

Minęły już czasy, kiedy smartfony wyposażone były w jeden aparat z tyłu urządzenia i jeden przeznaczony do zdjęć selfie. Dziś na pleckach tych urządzeń znajdziemy dwa, trzy, nawet pięć różnych aparatów spełniających inne zadania. Zacznijmy od aparatów “zoom”. Było to pojęcie, którego używali producenci smartfonów wprowadzając dedykowane aparaty “powiększające” lub przybliżające, w porównaniu do standardowego. Jest to jednak termin używany błędnie, ponieważ obiektywy typu zoom posiadają fizycznie poruszające się elementy szklane, w rezultacie czego widoczny obraz jest powiększany, a my, w pewnym sensie, zbliżani do fotografowanego obiektu. Taki obiektyw dopiero niedawno użyty został w smartfonach Sony Xperia 1 Mark III oraz Xperia 5 Mark III. Dla wszystkich innych urządzeń poprawnym terminem jest teleobiektyw, a ich stopień powiększenia wyrażany jest względem aparatu głównego, jako 2x, 3x czy 10x. Możliwości, które oferują teleobiektywy pozwalają zmienić myślenie o kompozycji fotografii, która przez długi czas w świecie smartfonów ograniczona była do tylko jednej perspektywy. Pozwalają zobaczyć bardziej odległe obiekty, lub uwydatnić wybrane elementy znajdujących się bliżej.

Aparaty z obiektywami ultraszerokokątnymi stały się wszechobecne w dominującej większości smartfonów wypuszczonych na rynek w ostatnich latach. Czy ktoś pamięta jeszcze funkcję panoramy w aplikacji aparatu? Kiedyś był to jedyny sposób, aby przy użyciu jednego aparatu uchwycić piękny widok dookoła nas, na szczycie góry, lub przy ogromnej budowli. Teraz wystarczy przełączyć się na aparat z obiektywem ultraszerokokątnym, a po jednym dotknięciu spustu migawki gotowa jest fotografia ukazująca znacznie większą część scenerii, niż przy użyciu aparatu głównego.

Czym jest więc aparat główny? Zdecydowana większość producentów smartfonów skupia tu swoje siły na wysokiej rozdzielczości, która omawiana była wyżej. Obiektywy wykorzystywane z tymi sensorami są relatywnie szerokie i odpowiadają ogniskowym w zakresie 22 - 28 mm obiektywów dla “prawdziwych” aparatów, takich jak lustrzanki i bezlusterkowce. To w aparacie głównym najczęściej dostępna jest optyczna stabilizacja obrazu, największy sensor, najjaśniejszy obiektyw. Ich zastosowanie jest najbardziej uniwersalne i to im najwięcej uwagi poświęcają producenci.

Rosnącą popularność zyskują aparaty makro. Ich zadaniem jest fotografowanie niewielkich obiektów z małej odległości. Pozwala to na uchwycenie detali, które często nie są widoczne gołym okiem. Ze względu na specyfikę takich rozwiązań, zdjęcia makro wymagają dużych ilości światła, więc robienie ich w ciemniejszych miejscach może przynosić mniej zadowalające rezultaty. Problem ten rozwiązano na przykład w OPPO Find X3 Pro oraz Realme GT 2 Pro. Smartfon OPPO posiada “mikroaparat” 3MP z pierścieniowym podświetleniem, które pozwala skutecznie wykonać zdjęcia z 60-cio krotnym powiększeniem. Realme wykorzystuje dwie mniejsze diody LED znajdujące się w pobliżu “mikroobiektywu” aby osiągnąć ten sam rezultat przy zdjęciach z 40-to krotnym powiększeniem.

Do innych aparatów “wspomagających” można zaliczyć czujniki głębi, oraz mniej popularne, lecz zdecydowanie interesujące - dedykowany aparat do zdjęć czarno-białych (Honor Magic 3), aparat termowizyjny (Ulefone Armor 11 5G), aparat z filtrem fotochromatycznym (OnePlus 8 Pro).

Stabilizacja obrazu

Rozmazane zdjęcia to zmora każdego fotografa. W przeciwieństwie do innych błędów przy robieniu zdjęć, tego prawie nigdy nie udaje się poprawić podczas obróbki. Zbyt ciemne zdjęcia można rozjaśnić, delikatnie niewyraźne można wyostrzyć, a ze zdjęciami ziarnistymi poradzimy sobie różnymi technikami odszumiania. Rozmyte zdjęcia to jednak całkowicie inny problem, który wymaga rozwiązania zanim jeszcze nastąpi. Z pomocą przychodzą tu techniki stabilizacji obrazu.

Najpopularniejszą z nich jest optyczna stabilizacja obrazu, która polega na wykorzystaniu sensorów telefonu, aby określić kierunek ruchu, drgań wywołanych przez czynniki zewnętrzne. Następnie elementy obiektywu poruszane są w przeciwnym kierunku, aby utrzymać filmowany lub fotografowany obiekt w kadrze, bez zniekształceń i rozmyć. Rozwiązanie to znajdziemy w zdecydowanej większości telefonów flagowych, takich jak Samsung Galaxy S21 FE 5G, Samsung Galaxy S22, czy Realme GT2 Pro.

Elektroniczna stabilizacja obrazu działa podobnie, ponieważ również wykorzystuje sensory, aby określić kierunek drgań. Jednak zamiast poruszania którymkolwiek z elementów aparatu, jedynie “przesuwa” kadr utrzymując fotografowany obiekt w centrum. Aby było to możliwe, elektroniczna stabilizacja obrazu wykorzystuje część matrycy, nie jej całość. Ograniczając aktywny obszar sensora do 90% jego powierzchni (lub innego odsetka zdefiniowanego przez producenta) pozostawiony jest margines, do którego kadr może “uciekać”, aby dokonać stabilizacji. Realme 9 Pro+, Motorola G200 i wiele innych smartfonów wykorzystuje to rozwiązanie do stabilizacji filmów.

Stabilizacja matrycy to ostatnia technika, o której wspomnimy. Tak jak optyczna stabilizacja obrazu, polega na fizycznym poruszaniu elementów aparatu, lecz w tym przypadku korekcja drgań odbywa się poprzez poruszanie samej matrycy, nie obiektywu. Do świata smartfonów technika ta zawitała w iPhone 12 Pro Max, teraz korzysta z niego cała seria iPhone 13.

Wszystkie trzy typy stabilizacji obrazu mają za zadanie rozwiązywanie tego samego problemu, lecz każdy z nich osiąga inne rezultaty. Elektroniczna stabilizacja obrazu nie wymaga żadnych specjalistycznych rozwiązań sprzętowych, gdyż odbywa się całkowicie po stronie oprogramowania. Oznacza to, że wraz z aktualizacjami ma szansę poprawiać się jej skuteczność i jakość działania. Brak konieczności dodawania elementów, które fizycznie się poruszają oznacza, że możliwe jest ograniczenie wykorzystywanej wewnątrz telefonu przestrzeni, dzięki czemu jego konstrukcja może być mniejsza. Jak jednak wspomniano wcześniej, aby działać skutecznie, musi ograniczyć wykorzystywany obszar matrycy, co negatywnie wpływa na końcową rozdzielczość zdjęć i nagrań. Biorąc jednak pod uwagę trend wykorzystywania matryc o wyjątkowo wysokich rozdzielczościach, problem ten ma coraz mniejsze znaczenie.

Optyczna stabilizacja obrazu oraz stabilizacja matrycy polegają na poruszaniu elementów składowych aparatu, więc nie tracą w tym procesie na rozdzielczości. Wymagają jednak dodatkowego miejsca wewnątrz telefonu. Są również wolniejsze w działaniu niż elektroniczna stabilizacja, ponieważ ruch tychże elementów wymaga czasu. Są to oczywiście wartości liczone w milisekundach, lecz nadal jest to wolniejsze rozwiązanie niż elektroniczna stabilizacja, która w oprogramowaniu kalkuluje przesunięcie kadru klatka po klatce, nawet po zrobieniu zdjęcia lub zakończeniu nagrania.

Czas przetworzyć zdobytą wiedzę i zdecydować, który smartfon spełnia Twoje fotograficzne oczekiwania. Czy będzie to Samsung Galaxy M52 z aparatem głównym 64MP? Warto zainteresować się wszechstronnym fotograficznie smartfonem Apple iPhone 13 z obiektywem ultraszerokokątnym. A może przystępny Xiaomi Redmi 10 wyposażony w system czterech aparatów? Wybór należy do Ciebie.